低壓管道輸水灌溉技術在井灌區中的應用探討

王玉太

（山東省水利科學研究院、山東省科苑水利勘察設計咨詢中心，山東 濟南 250014）

低壓管道輸水灌溉技術在井灌區中的應用探討

王玉太

（山東省水利科學研究院、山東省科苑水利勘察設計咨詢中心，山東 濟南 250014）

論述了鄒平縣井灌區低壓管道輸水灌溉技術的施工要點，總結了項目取得的效益。

鄒平縣；井灌區；管道輸水；灌溉技術

20世紀80年代，水資源緊缺成為制約我國北方地區社會經濟快速發展的主要瓶頸，因此，發展農業節水、開展農田灌溉節水技術研究，成為當時的歷史必需。低壓管道輸水灌溉技術具有節水、節能、省地、省工、增產等顯著特點，在低壓管道輸水灌溉工程中，管材的費用占總投資的40%～60%，因地制宜地研制廉價管材成為該項技術推廣應用的關鍵所在，地埋軟管、水泥砂管、砂土水泥管、薄壁PVC管、波紋塑料管等適合當時經濟發展水平的輸水管材應運而生。由山東省水利科學研究所、鄒平縣人民政府、惠民地區水利局共同承擔的“山東鄒平井灌區低壓管道輸水灌溉技術綜合試驗”課題，被列為國家科委“七五”攻關項目“黃、淮、海平原中低產地區綜合治理排灌技術研究”的子項目（75-04-01-15-08）。該項目結合當地砂土資源制造砂土水泥管，最大程度地降低工程造價。

1 試驗過程

1.1 試驗區概況

試驗區位于鄒平縣城東4.0 km，東西長3.7 km，南北寬2.2 km，土地總面積8.14 km2，涉及鄒平縣鄒平鎮、禮參鄉的13個村，總人口1.26萬。項目區屬山前沖積平原，地面高程20.0～27.0 m，總體上南高北低，地面坡降為1/300～1/500，共有耕地773.33 hm2，土壤類型為褐土和砂漿黑土，主要種植小麥、玉米，有少量棉花、林果、瓜菜。原有機井296 眼，井深 30.0～40.0 m，潛水埋深 12.0～15.0 m，一般出水量10.0～40.0 m3/h，機泵全部采用潛水泵，供電電源為市政用電，能夠保證農業灌溉用電。試驗區利用機井269眼形成了單井灌溉系統，共鋪設固定管道59.0 km，控制灌溉面積701.9 hm2，畝均投資29.83元。

1.2 砂土水泥管研制

砂土水泥管是以當地河砂和粉質亞黏土為主，摻入少量水泥加水拌勻后經立式擠壓制管機擠壓而成的一種管材，自行研制的立式自動擠壓制管機實現了自動拌料、加水、進料、成型全過程，成型后養護28 d即可出廠安裝。經多批次試驗，確定既經濟、又能滿足管材抗壓抗拉強度的原料配比為：425水泥占15%～18%、河砂占50%、亞黏土占32%～35%，含水率7%～8%，管材直徑分別為 φ135 mm、φ150 mm、φ200 mm、φ250 mm，壁厚分別為：25 mm、25 mm、30 mm、35 mm，管長均為980 mm。經室內外實驗測試，砂土水泥管的內水爆破壓力≥0.15 MPa、抗滲指標≥0.10 MPa、彈性模量 3.9×103MPa、濕脹變形率＜0.13%、干縮變形率＜0.11%、熱膨脹系數6.06×10-6；管中水流流態屬粗糙紊流，管道糙率系數為0.014 1～0.014 3，作為地埋式輸水管道是安全可行的。

1.3 砂土水泥管配套管件

鄒平井灌區砂土水泥管道輸水灌溉系統配套的管件全部為自行研制的，根據就地取材、堅固耐用、制作簡便、易于安裝、使用方便的原則，試驗區配套研制了混凝土連通管 （包括彎頭、三通、四通等）、進出水口立管、出水口、進水口、絲蓋式給水栓、裝配式給水栓、管道閘閥（包括進水口逆止閥、分流閘閥、進排氣閥）等系列產品，這些管件配套齊全、結構合理、造價便宜、便于推廣。

1.4 管道工程施工技術

砂土水泥管道施工的關鍵技術是管子的對接處理，試驗區經過試驗和應用，總結出了一層紗布二層砂漿裹包接頭的對接方法，具有接頭強度高、防滲性強、造價低、工效高、易于推廣等特點，其操作方式為：將待接管子平鋪于開挖好的溝槽內，將內圓模（直徑略小于管子內徑、長15 cm的圓形模具，安裝1 m長手柄）插入待接管口部，在管口抹1∶2水泥砂漿對接，接頭外周用兩層1∶3水泥砂漿及一層紗布裹包，接頭厚約2.0 cm、寬約10.0 cm，接好后立即用濕土覆蓋。經打壓試驗，接口內水壓力大于3.0 km/cm2。

進出水口、連通等均為混凝土預制品，與管子的連接采用承插方式，在承插口填塞1∶2水泥砂漿加麻刀，表層抹光即可。

2 項目效益

該項目成果為井灌區低壓管道輸水灌溉工程的規劃設計、施工、管理提出了一整套技術方案和科學管理運用方法，起到了研究與示范推廣的作用，試區因地制宜就地取材研制采用的砂土水泥管材，在改進已有機具的基礎上研制的ZLJ自動立式擠壓制管機，生產了試區應用的管材，并對其物理和水力學性能進行了室內和現場測試，提出了設計參數，各項指標滿足生產要求，項目具有國內先進水平，值得推廣應用。

目前，隨著經濟的發展，在農業灌溉方面，噴灌、滴灌、水肥藥一體化、灌溉自動化、精準灌溉、智慧灌溉等先進節水技術已得到大范圍推廣，機械化、標準化生產的噴灌微灌關鍵設備、低成本大口徑塑料管材等已普遍應用，為提高區域水資源保障能力、保障農業穩產增產發揮了應有的作用。

（責任編輯 崔春梅）

S275

B

1009-6159（2017）-10-0039-01

王玉太（1964—），男，研究員